星際線飛船：波音的又一個(gè)魔咒？

文/ 遲惑

2019年12月20日，波音公司的星際線飛船在眾人的期待中升空。就在人們掐著時(shí)間，計(jì)算它什么時(shí)候可以和國(guó)際空間站對(duì)接的時(shí)候，美國(guó)宇航局局長(zhǎng)布里登斯汀卻一臉嚴(yán)肅地出現(xiàn)在電視畫面上，宣布飛船出了問題，不可能抵達(dá)國(guó)際空間站了。難道波音在2019年的質(zhì)量問題魔咒，也傳染到了航天領(lǐng)域嗎？

▲ 波音回收隊(duì)正在用一個(gè)保護(hù)罩把飛船罩起來

▲ 飛船著陸后傳回的第一張照片

燃料沒了？

2019年12月20日的發(fā)射本來應(yīng)當(dāng)是波音的一場(chǎng)翻身仗。雖然推遲了3個(gè)月之久，但發(fā)射前的準(zhǔn)備工作似乎還是比較順利的。12月17日，美國(guó)宇航局最后批準(zhǔn)了波音的飛行計(jì)劃?？雌饋砣f事俱備。

美國(guó)東部時(shí)間12月20日6時(shí)36分（北京時(shí)間12月20日19時(shí)左右），頂著“星際線”的宇宙神5火箭順利起飛，直奔太空。31分鐘后，船箭分離，飛船順利進(jìn)入“穩(wěn)定軌道”。按照設(shè)計(jì)，下一步就應(yīng)該是調(diào)相，為進(jìn)一步軌道機(jī)動(dòng)做準(zhǔn)備；調(diào)相完成后，要進(jìn)行軌道高度和軌道傾角的微調(diào)，這個(gè)階段完成之后，“星際線”就非常接近國(guó)際空間站了，幾乎是在下面貼著它飛行，為交會(huì)的最后階段做準(zhǔn)備；最后一個(gè)階段要進(jìn)一步抬高軌道，對(duì)準(zhǔn)國(guó)際空間站的對(duì)接口，逐步機(jī)動(dòng)靠近，實(shí)現(xiàn)對(duì)接。

然而，飛船剛剛進(jìn)入穩(wěn)定軌道，還沒有到調(diào)相的階段，波音就發(fā)現(xiàn)參數(shù)有問題——飛船上的燃料存量低得不正常。

“星際線”上的推力器

“星際線”的推進(jìn)分系統(tǒng)并不是波音自己的產(chǎn)品，而是外包給了阿羅杰特-洛克達(dá)因公司。推進(jìn)艙里一共有10個(gè)與燃料相關(guān)的儲(chǔ)箱，其中4個(gè)存儲(chǔ)燃燒劑、4個(gè)存儲(chǔ)氧化劑，還有兩個(gè)高壓氣瓶用于供應(yīng)燃料。

4個(gè)上升段逃逸救生發(fā)動(dòng)機(jī)采用的是RS-88發(fā)動(dòng)機(jī)的改型。RS-88原本是美國(guó)宇航局為低成本發(fā)射而啟動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)研制項(xiàng)目，采用液氧和酒精燃料。在哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)失事之后，美國(guó)宇航局決定回到返回式飛船的技術(shù)路線上。既然是返回式飛船，就需要考慮逃逸救生。RS-88就被洛·馬公司選用為獵戶座飛船的發(fā)射階段逃逸塔發(fā)動(dòng)機(jī)。在“星際線”的研制過程中，也看中了它的快速反應(yīng)和大推力優(yōu)點(diǎn)。不過液氧不能在常溫常壓下存儲(chǔ)使用，不適合“星際線”的設(shè)計(jì)，于是阿羅杰特-洛克達(dá)因公司為RS-88研制了采用一甲基肼/四氧化二氮燃料的改型。推進(jìn)艙的其他推力器也因此采用同樣的燃料。RS-88只用于主動(dòng)段的逃逸救生，船箭分離之后，如果發(fā)生異常，就需要用20個(gè)姿軌控發(fā)動(dòng)機(jī)來實(shí)施緊急再入。

但是返回艙上采用的則是另外一種推力器，是采用無水肼的單組元發(fā)動(dòng)機(jī)。在正常返回場(chǎng)景下，要靠這種推力器來工作。

成功的返回

按照波音的說法，故障原因是船上的計(jì)時(shí)器發(fā)生了問題。按照設(shè)計(jì)，船箭分離的時(shí)刻應(yīng)該設(shè)定為飛船的零時(shí)刻，姿態(tài)控制推力器和變軌推力器應(yīng)該從這個(gè)時(shí)刻開始工作。但因?yàn)樵O(shè)置錯(cuò)誤，當(dāng)火箭還沒有起飛的時(shí)候，計(jì)時(shí)器就開始計(jì)時(shí)了。實(shí)際上，計(jì)時(shí)整整提前了11個(gè)小時(shí)。因此，姿態(tài)控制推力器提前開始工作，消耗了太多燃料。

▲ 飛船中的模擬航天員

▲ 即將發(fā)射的星際線飛船

到底多用了多少燃料，波音至今還沒有公布具體數(shù)字。但是按照波音的說法，剩余的燃料已經(jīng)不足以支撐飛船的后續(xù)變軌和交會(huì)對(duì)接過程。如果換成馬斯克，或許會(huì)冒險(xiǎn)嘗試一下與空間站對(duì)接，無非就是更大的失敗而已了。但波音放棄了冒險(xiǎn)，決定讓飛船返回地面。波音的保守決定有兩種可能性:第一，波音的心靈被2019年的一連串事件沉重打擊，不敢再冒險(xiǎn)了；第二，波音在排查故障原因時(shí)發(fā)現(xiàn)了更多、更嚴(yán)重的問題，真的不能再飛了。

但這個(gè)說法也讓人感到有點(diǎn)奇怪。姿態(tài)控制推力器到底是什么時(shí)候開始工作的？如果它提前啟動(dòng)了，應(yīng)該會(huì)對(duì)火箭的姿態(tài)造成影響，從而在火箭遙測(cè)信號(hào)上體現(xiàn)出來。但波音又表示，火箭工作完全正常。這意味著火箭遙測(cè)信號(hào)沒有異常。而且在火箭飛行期間，如果飛船姿態(tài)控制系統(tǒng)正在工作，飛船本身的遙測(cè)信號(hào)也會(huì)發(fā)現(xiàn)異常。難道地面控制人員對(duì)此完全沒有發(fā)覺嗎？這還要等波音發(fā)布進(jìn)一步消息才能確認(rèn)。

返回過程還是比較順利的，當(dāng)飛船展開氣囊，降落在白沙靶場(chǎng)的沙地上之后，休斯頓的指控大廳里一片歡騰，布里登斯廷還在推特上發(fā)文表示“我非常感謝這些不可思議的人們完成了這樣的壯舉……我為參與其中的每個(gè)人感到驕傲”，就像這是一次成功的任務(wù)一樣。項(xiàng)目經(jīng)理克林頓還對(duì)媒體表示，飛船上的生命保障分系統(tǒng)工作正常，飛行試驗(yàn)達(dá)成了“80～90%”的目標(biāo)。

然而內(nèi)行人心知肚明，“星際線”的飛行失敗了。就在飛船著陸后24小時(shí)之內(nèi)，波音公司董事會(huì)就開除了總經(jīng)理丹尼斯·穆蘭伯格。這位1985年畢業(yè)的華盛頓大學(xué)宇航工程碩士一畢業(yè)就進(jìn)了波音，歷經(jīng)X-32戰(zhàn)斗機(jī)、YAL-1空基激光器、美國(guó)宇航局“高速客運(yùn)”、“康多”大翼展無人驗(yàn)證機(jī)等項(xiàng)目，但這些型號(hào)不是競(jìng)標(biāo)失敗就是無果而終。型號(hào)的不成功沒有阻止他青云直上，穆蘭伯格2015年成為波音CEO，任職至今。但2019年成了波音和穆蘭伯格本人的災(zāi)年，從737MAX客機(jī)開始，波音負(fù)面新聞不斷。年底的這次宇航飛行失敗成了對(duì)穆蘭伯格的最后一擊，這位在波音干了大半輩子的老臣，終于解脫了。

對(duì)后續(xù)故事的預(yù)測(cè)

雖然總經(jīng)理被轟走了，波音的問題還在。按照原計(jì)劃，下次飛行就應(yīng)當(dāng)是載人的。然而出了這樣的事故，2020年中期載人飛行的計(jì)劃無論如何都要調(diào)整了。

▲ 即將發(fā)射的星際線飛船準(zhǔn)備加注燃料

▲ 降落傘展開后，通過一個(gè)提把與飛船相連

▲ 星際線飛船采用了新概念的控制臺(tái)

▲ “星際線”點(diǎn)火起飛，但任務(wù)沒有成功

波音有兩種選擇，一是把整個(gè)節(jié)奏向后推，歸零以后直接發(fā)射載人飛船。二是自籌資金增加一次無人發(fā)射，證明沒有問題了再發(fā)射載人飛船。如果是五六十年前那個(gè)朝氣蓬勃的波音，說不定就選第二條了。然而今天的波音公司恐怕沒有這樣的膽略和沖勁兒了，更大的可能是和美國(guó)宇航局商量，多要一點(diǎn)錢，多要一點(diǎn)時(shí)間，用更長(zhǎng)的時(shí)間來改進(jìn)流程，然后直接發(fā)射載人飛船。

或許有人會(huì)問，難道波音公司作為一個(gè)老牌航空航天企業(yè)會(huì)把航天員的生命置于危險(xiǎn)之中嗎？這個(gè)問題似乎更應(yīng)當(dāng)去問一問那兩架墜毀的波音737MAX上的幾百條冤魂。波音要是像從前那樣把乘客的安全放在第一位，哪里還會(huì)造出這樣不靠譜的飛機(jī)呢？至于飛船，能不能因?yàn)檫@次任務(wù)失敗而得到大幅度質(zhì)量改進(jìn)，我們還要走著瞧。

但是對(duì)于美國(guó)宇航局來說，問題似乎還沒有那么嚴(yán)重，因?yàn)檫€有馬斯克這個(gè)“鋼鐵俠”走在前面。就在“星際線”迫降以后的第三天，太空探索技術(shù)公司實(shí)施了一次“載人龍”傘降試驗(yàn)，取得成功。這類試驗(yàn)早先就實(shí)施過了，這次試驗(yàn)也是計(jì)劃當(dāng)中，但大肆宣傳的意圖就有點(diǎn)耐人尋味。是打算給美國(guó)宇航局吃個(gè)“定心丸”，還是炫耀給波音看？也許兩者兼有之。

馬斯克的飛船雖然進(jìn)度靠前，但總體來說也不算很順利?！拜d人龍”2019年3月返回后，在4月20日的一次試驗(yàn)中忽然爆炸，場(chǎng)面駭人。雖然這不是在飛行中的事故，但作為載人航天器，還是要追求萬無一失的，而且“載人龍”是一種以可重復(fù)使用為研制目標(biāo)的飛船。經(jīng)過調(diào)查，7月，太空探索技術(shù)公司宣布問題已經(jīng)查明，是燃料系統(tǒng)的一個(gè)閥門失效，導(dǎo)致氧化劑和燃燒劑在船內(nèi)管道中發(fā)生混合，導(dǎo)致爆炸。目前問題已經(jīng)歸零。按照后續(xù)安排，首次載人飛行將于2020年2月進(jìn)行，兩名美國(guó)宇航局的航天員將登上這艘飛船開始自己的冒險(xiǎn)之旅。

至于“星際線”的第一次載人飛行，估計(jì)至少要推遲到2020年年底。

▲ 著陸時(shí)，氣囊并不是完全充滿的